CCNA 1

1. 네트워크란 ?

무엇을 연결하는 것

* 컴퓨터 관점

- 한 장비에서 다른 장비를 통신용 케이블로 연결해서 정보나 자료를 전달하는 조직이나 망을 의미.

- 정보와 자료, 자원의 공유가 훨씬 편해졌다.


★ 구성 범위에 따른 네트워크 분류

1. LAN  (Local Area Network)

2. WAN (Wide Area Network)



1) LAN  (Local Area Network)

- 근거리 통신망

- 한정된 좁은 지역에 구성된 네트워크
(ex ; pc방 , 사무실 ,연구소, 강의실 등)

- 초기 투자 비용이 높지만 유지 보수비는 낮다

- 관리는 사내 관리자가 담당

- LAN 구성 장비로는 Switch (Bridge) , HUB 등이 있다.



2)  WAN (Wide Area Network)

- 원거리 통신망

- 넓은 지역을 연결하는 네트워크
(ex ; LAN과 LAN을 서로 연결하는 광역 네트워크)

- 초기 투자 비용이 낮지만 유지 보수비가 LAN보다 높다.

- 관리는 ISP업체가 담당한다.

- WAN구성 장비로는 Router (라우터)가 있다.



2. 인터넷 (Internet)

- 전세계 수많은 LAN과 WAN들이 연결된 거대한 네트워크

- 정보를 공유하기 위한 목적으로 구성된 통신망의 집합체

- 네트워크가 확장됨에 따라 네트워크간 서로 언어를 맞출 필요가 생겼다.

- 여기에서 언아란 프로토콜(Protocol)로 비유할 수 있다.
/ 외국인끼리 서로 통역이 되어야 하듯이.
 


3. 네트워크 프로토콜 (Network Protocol)

1) 일반적 정의

- 네트워크 내의 컴퓨터들끼리 통신을 효율적으로 하기 위한 여러가지 규칙

2) 기술적 정의

- 규칙들 또는 상호 합의된 것들의 모임으로, 데이터의 포맷과 전송에 대한 것들을 정의 하는 것


* 서로다른 네트워크가 통신을 하기 위한 언어 혹은 약속

* 네트워크 상에는 많은 규칙이 존재하는데 서로 연결된 네트워크는 같은  규칙을 사용해야 한다.

* 규칙이 바로 네트워크 프로토콜 (Network Protocol) 이다.

-> 즉, '통신 protocol'이란 연결된 네트워크 간에 서로 통신을 하기 위한 통신 규약, 서로간의 약속, 표준 규격이라고 볼 수 있다.


* 대표적인 네트워크 프로토콜로 인터넷 환경에서 데이터를 전송하는 TCP/IP가 있다.

* 그외에도 Apple Talk, IPX 등도 있지만 가장 성공한 것이 TCP/IP이다.

* 기타 네트워크 구성 프로토콜(Protocol)

1) LAN 구성 프로토콜 : Ethernet, Token Ring, FDDI, 무선

2) WAN 구성 프로토콜 : SLIP , HDLC, PPP, Frame-Relay, X.25 , ATM 등

- > 통신을 하는데 있어서 약속 사항은 전부 통신 프로토콜(Protocol)이다.
(논리적, 물리적인 부분을 모두 포함)




★ 통신방식에 따른 네트워크 분류

1. 유니캐스트 (Unicast)

2. 브로캐스트 (Broadcast)

3. 멀티캐스트 (Multicast)




1) 유니캐스트 (Unicast)

- 일 대 일 전달 방식

- 수신 측이 한곳으로 정해져 있는 경우

ex)

Destination IP address : 192.168.1.1
Destination MAX adddress : 00-12-65-32-3A-CC


-> 즉, 정확한 특정 목정지의 주소 하나만 가지고 일 대 일로 전달하는 방식




2) 브로드캐스트 (Broadcast)

- 일대 전체 전달 방식

- 불특정 다수에게 전부 전송하는 경우

ex)

Destination IP address : 255.255.255.255
Destination MAC address : FF-FF-FF-FF-FF-FF

- 동일 Network에 연결된 모든 네트워크 장비에게 보내는 통신
(즉, Broadcast Domain안의 모든 장비들에게 전송)

ex) TV, Radio, 마을 이장님 방송, 확성기

- Broadcast의 문제점이 존재한다.




3) 멀티캐스트(Broadcast)

- 일대 그룹 전달 방식

- 정해진 특정 그룹으로 전송하는 경우

ex)

Destination IP address : 244.0.0.5
Destination MAC address : 01-00-5E-00-00-02

- 특정 다수에게 전송하는 방식

ex) 케이블 TV, 인터넷 방송, 게임상에서 클랜채팅 or 파티채팅



- 네트워크의 주소 체계 -

1) MAC address (맥 어드레스) : 물리적 주소

2) IP address (아이피 어드레스) : 논리적 주소



- 각 장비들은 정확한 통신을 위해 네트워크 상에서 서로 구분해야 한다.

- 이 역할을 하는것이 바로 MAC (Meadla Access Control) address

- TCP/IP Protocol을 사용하는 네트워크에서는 IP address를 사용하여 통신.
  하지만 최종적으로 MAC address를 사용하여 데이터를 전달.

- 네트워크 장비의 인터페이스는 고유의 MAC address를 가지고 있다.
(ex ; NLC 카드, Router, Switch 등)




1) MAC (Meadla Access Control) address

- 네트워크에 연결된장비들이 가지는 48bit (6 Octet)의 고유한 주소.

- Physical address, 즉 물리적 주소라고 불린다.

- 이진수로 48bit인 주소이지만 16진수로 표현

- 이진수 4개를 묶어 16진수 한 자리로 표현한다.
즉, 16진수 12자리로 MAC address를 표현

ex) 0000 0000. 0110 0000. 1001 0111.1000 1111.0100 1111.1000 0110

=> 00-60-97-8F-4F-86
    00:60:97:8F:4F:86
    0060.978F.4F86


- 00-60-2F-3A-07-BC

- 앞의 24bits (6개의 16진수) 는 생산자(생산 회사)를 나타내는 코드로 OUI라고 한다.

- OUI를 보면 어느회사(메이커)에서 생산했는지 알 수 있다.

- 뒤의 24bits는 회사에서 각 장비에서 분배하는 Host identufier
즉, 시리얼 넘버이다.




2) IP (Internet Protocol) address

- 이진수 32bit로 구성된 주소체계

- 8bit씩 4 ocret로 구분, 각 octet을 10진수로 변환해서 표현한다.

ex)

11000000.10101000.00000000.00000001

- Logical address(논리적 주소)라고 부른다.



* ARP (Address Resolution Protocol)

- 일반적으로 IP주소만을 보기 때문에 IP 주소로만 통신을 한다고 생각하지만 IP주소를 MAC주소로 바꾸는 절차를 거치고 있다.

- IP주소를 MAC 주소로 바꾸는 절차를 ARP라고 한다.



* OSI 7 Layer *

* OSI 7 Layer 모델과 TCP/IP 모델

1) OSI 7 Layer 모델

국제표준화 기구(ISO)가 1984년에 발표한 OSI 7 Layer는 통신이 일어나는 과정을 7단계로 구분해서 한눈에 들어올 수 있도록 보여준다.

- 컴퓨터 통신 구조의 모델과 앞으로 개발될 프로토콜의 표준적인 뼈대를 제공하기 위해서 개발된 참조 모델

2) TCP/IP 모델

미국에서 개발한 인터넷의 기본 통신 프로토콜, DOD Modei(미국방성 모델)을 기반으로 개발

TCP : 연결 지향형 프로토콜, 세션의 연결과 종료, 흐름제어, 패킷의 분할 및 재조립
IP : 비 연결 지향형 프로토콜, 데이터 전송

-> OSI 7 Layer는 장비 개발자들이 어떻게 표준을 잡을지 결정할 때 사용하고
TCP/IP는 실질적으로 사용되는 프로토콜이다.



- TCP/IP Protocol Stack -


* OSI Reference Model

1단계 : Physical 레이어
2단계 : Data Link 레이어
3단계 : Network 레이어
4단계 : Transport 레이어
5단계 : Session 레이어
6단계 : Presentation 레이어
7단계 : Application 레이어


* TCP/IP Conceptual Layers

1단계 : Network Access ( OSI Reference Model의 Physical 레이어, Data Link 레이어 )
2단계 : Internet ( OSI Reference Model의 Network 레이어 )
3단계 : Transport ( OSI Reference Model의 Transport 레이어 )
4단계 : Application




1) OSI 7 Layer 모델

- 데이터의 흐름이 한눈에 보인다.

- Trouble shooting이 쉽다. (고장의 원인을 찾기 쉽다. / 고치기가 쉽다.)

- 네트워크를 공부하는 사람들이 네트워크 동장 과정을 쉽게 습득 할 수 있다.

- 계층을 7단계로 구분하고 각 층별로 표준화를 했기 때문에 여러 회사 장비를 사용해도 네트워크가 이상 없이 돌아간다.



* Application (Upper) Layers

1. Application : 사용자 인터페이스 (ex ; Telnet, FTP, SMTP, HTTP, DNS, DHCP)
2. Presentation : 데이터 변환, 복구, 암호화, 복호화 (ex ; ASCII, EBCDIC, JPEG)
3. Session : 응용 프로그램 구분, 세션 성립, 유지, 종료 (ex ; Operating System / Application , Access , Scheduling)


* Data Flow Layers


1. Transport Layer
 
- 신뢰성 있는 혹은 신뢰성 없는 전달

- 장비 : L4 Swutch

ex ; TCP, UDP


2. Network Layer

- Router가 경로 결정에 사용할 논리적 어드레싱 제공

- 장비 : Router , L3 Switch

ex ; IP , IPX


3. Data Link

- Bit를 Byte로 , Byte를 Frame으로 결합

- MAC address를 사용하여 Access

- Error를 탐지하지만 복구는 하지 않음

- 장비 : Switch , Bridge

ex; 802.3 / 802.2 , HDLC


4. Physical

- 장비들 사이에서의 bit이동

- 전압, 전선 속도, 핀 아웃 케이블 명시

- 장비 : Repeater , Hub

ex ; EIA / TIA - 232 , V.35





* 7계층 : Application Layer (응용계층)

- 사용자 인터페이스의 역할을 담당하는 계층

- 즉, 사용자들이 이용하는 네트워크 응용 프로그램이라 생각하면 된다.
(ex; 인터넷 익스플로러)

- 사용자와 가장 가까운 프로토콜 정의

=> HTTP(80), FTP(21), Telnet(23), SMTP(25) , DNS(53), TFTP(69) 등



* 6계층 : Presentation Layer (표현 계층)

- 전송하는 데이터의 Format을 결정

- 다양한 데이터 Format을 일관되게 상호 변환하고 압축기능 및 암호화, 복호화 기능을 수행

=> ASCII, EBCDIC, 유니코드, GIF, JPEG, AVI, MPEG 등



* 5계층 : Session Layer (세션 계층)

- 네트워크 상에서 통신을 할 경우 양쪽 호스트 간에 최초 연결이 되게 하고 통신 중 연결이 끊어지지 않도록 유지 시켜주는 역할을 한다.

- 즉, 통신을 하는 두 호스트들 사이에 세션을 열고, 닫고 그리고 관리하는 기능을 담당



* 4계층 : Transport Layer (전송 계층)

- 정보를 분할하고, 상대편에 도달하기 전에 다시 합치는 과정을 담당
(Segment : Layer 4의 data 단위)

- 목적지 컴퓨터에서 발신지 컴퓨터 간의 통신에 있어서 에러제어 (error control)와 흐름제어 (flow control)을 담당

- Layer4 프로토콜 : TCP, UDP

=> TCP : 신뢰성, 연결 지향성
=> UDP : 비 신뢰성, 비연결 지향성



* 3계층 : Network Layer (네트워크 계층)

- Logical address (IP, IPX)를 담당하고 Packet(패킷)의 이동경로를 결정한다.

- 경로선택, 라우팅, 논리적인 주소를 정의하는 계층

- 라우팅 프로토콜을 이용해서 best path(최적 경로) 선택

- Network 계층 장비 : Router



* 2계층 : Data link Layer (데이터 링크 계층)

- 데이터 링크 게층은 물리적 계층을 통한 데이터 전송에 신뢰성을 제공한다.

- 이러한 서비스를 위해 물리적 주소(MAC) 지정, 네트워크 토폴로지, 오류통지, 프레임의 순차적 전송, 흐름제어 등의 기능이 있다.

- 이 계층에서는 로컬 네트워크에서 프레임을 안전하게 전송하는 것을 목적으로 한다.

- 직접 연결되어 있지 않는 네트워크에 대해서는 사위 계층에서 오류 제어를 담당해야 한다.

- 이더넷, 토큰링, 시리얼라인 연결 등 다양하다.

- Data link 계층 장비 : Switch, Bridge



* 1계층 : Physical Layer (물리 계층)

- 네트워크 통신을 위한 물리적인 표준 정의

- 두 컴퓨터간에 전기적인, 기계적인 그리고 절차적인 연결을 정의하는 계층
(케이블 종류 , 데이터 송수신 속도, 신호의 전기 전압 등)

- Physical 계층 장비 : Repeater , Hub



* Encapsulating Data 과정

시스템 A   응용 프로그램 계층 - > 프리젠테이션 계층 - > 세션 계층 - > 트랜스포트 계층 - > 네트워크 계층 -> 데이터 링크 계층 -> 데이터 링크 계층 - > 물리 계층 -> 시스템 B


* De-encapsulating Data 과정

시스템 B   물리 계층 -> 데이터 링크 계층 - > 네트워크 계층 - > 트랜스포트 계층 - > 세션 계층 - > 프리젠테이션 계층 - > 응용 프로그램 계층







- TCP/IP Protocol Stack -

* TCP/IP Conceptual Layers


1. 응용계층 ( Application Layer )

- 효율성 고려 ( 응용 계층 + 표현 계층 + 세션 계층 )

2. 전송 계층 ( Transport Layer )

- 신뢰도, 흐름제어 에러제어를 위한 재전송 책임 TCP는 연결형 서비스를 제공 (논리적 연결)

3. 인터넷 계층 ( Internet Layer )

- IP ( Internet Protocol ) 이라고 함
경로설정, 패킷 스위칭 (네트워크 계층)

4. 네트워크 접속 계층 (Network Access Layer)
- Data link Layer + Physical Layer





- OSI 7 Layer와 TCP/IP 비교 -


1) 유사점

- 둘다 계층형 이다.

2) 차이점

- TCP/IP는 표현 계층과 세션 계층을 응용계층에서 처리한다.

- TCP/IP는 OSI데이터 링크 계층과 물리계층이 하나로 표현

- TCP/IP는 인터넷 개발 이후 계속 표준.
즉, 수십년간 운용 경험에 의해 신뢰도가 높다.

- OSI는 가이드 역할로 충실하지만 실제 구현의 예가 거의 없어 신뢰도가 약하다.